(57)【要約】【課題】  ラッククロス型の組付け時における傘歯車の噛み合い調整を容易に行うことのできる電動パワーステアリング装置を提供すること。【解決手段】  中空シャフト３は、傘歯車１３が設けられた第１シャフト１５と、ボールねじ機構が設けられるとともに第１シャフト１５と分離可能な第２シャフトとにより形成される。そして、第１シャフト１５及び入力軸６は、それぞれ対応する軸受２３ａ，２３ｂ及び軸受２４ａ，２４ｂに軸支されることにより、両傘歯車１２，１３が噛合された状態で第１ハウジング２１に支承され、その噛合部が同第１ハウジング２１の開口部２１ａから目視できるように構成される。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向に往復動可能に設けられたラック軸と、前記ラック軸が挿通されるとともにモータ駆動により回転する中空シャフトと、前記中空シャフトの回転を前記ラック軸の往復動に変換するボールねじ機構と、駆動源であるモータの回転を前記中空シャフトに伝達する入力軸とを備え、前記入力軸は、前記中空シャフトと斜交するように配置され、該入力軸の一端及び前記中空シャフトの外周に設けられた傘歯車を介して該中空シャフトと連結されるとともに、該中空シャフト及び前記ボールねじ機構とともにハウジング内に収容される電動パワーステアリング装置であって、
前記中空シャフトは、前記傘歯車が設けられた第１シャフトと、前記ボールねじ機構が設けられるとともに前記第１シャフトと分離可能に形成された第２シャフトとからなり、
前記第１シャフト及び前記入力軸は、組付け時において、両傘歯車が噛合された状態でそれぞれ前記ハウジングに支承されるとともに、該ハウジングには、前記両傘歯車の噛合部分をハウジング外部から視認可能な開口部が設けられること、
を特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記ハウジングは、前記第１シャフト及び前記入力軸を収容する第１ハウジングと、前記第２シャフトを収容する第２ハウジングとからなり、前記開口部は、前記第１ハウジングと前記第２ハウジングとの接合部であること、
を特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の電動パワーステアリング装置において、
各傘歯車は、該各傘歯車とその軸方向の移動を規制する規制面との間に介在されるスペーサの軸方向長さを変更することにより、前記軸方向の位置決めがなされること、
を特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項４】
請求項１〜請求項３の何れか一項に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記中空シャフトは、前記第１シャフトと前記第２シャフトとがオルダム継手により連結されてなり、該第２シャフトは、前記ハウジングに支承されることなく、該ハウジング内に収容されること、を特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項５】
請求項１〜請求項４の何れか一項に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記第２シャフトは、筒状に形成されるとともに内周面に螺旋状の螺子溝が形成された前記ボールねじ機構のナット部材により構成されること、
を特徴とする電動パワーステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ラッククロス型の電動パワーステアリング装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ステアリング操作に応じて往復動可能に設けられたラック軸と、該ラック軸と同軸に配置されモータ駆動により回転する中空シャフトとを有し、該中空シャフトの回転をボールねじ機構にてラック軸の往復動に変換することにより操舵系にアシスト力を付与する所謂ラックアシスト型の電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）が知られている。そして、このようなものには、駆動源であるモータをラック軸（中空シャフト）に対してその軸線（モータシャフト）が斜交するように配置した所謂ラッククロス型のＥＰＳがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
こうしたラッククロス型のＥＰＳでは、ハウジング内に、中空シャフト（及びボールねじ機構）とともにモータの回転を中空シャフトに伝達する入力軸（モータと同期回転する軸）が収容されており、同入力軸と中空シャフトとは傘歯車を介して連結されている。これにより、所謂同軸型のＥＰＳ（ラック軸と同軸配置された中空状のモータシャフトを有するもの。例えば、特許文献２参照）と比較して、ハウジング径が大きくならないことから搭載性に優れている等の利点がある。
【０００４】
しかし、その一方で、入力軸と中空シャフトとを傘歯車により連結することで、両傘歯車間の噛み合い精度を高い水準に保つ必要がある。即ち、両傘歯車間の噛み合いにバックラッシュが生じた場合、所謂歯打ち音が発生するおそれがあるため、両歯車間の噛み合わせを適切なものとすべく高精度にその位置調整を行う必要がある。そして、この噛み合い調整（バックラッシュ調整）の煩雑さ、及びそれに費やされる時間によって製造コストが押し上げられるという問題がある。
【０００５】
具体的には、図３に示すＥＰＳ４１のように、通常、ラッククロス型ＥＰＳにおいて、中空シャフト４２側及び入力軸４３側の両傘歯車４４，４５は、それぞれ該各傘歯車４４，４５の取着部に配設されたスペーサ（カラー）４６，４７の軸方向長さにより、その軸方向位置が決定される。そして、上記噛み合い調整は、各スペーサ４６，４７の軸方向長さを変更、即ち異なる軸方向長さを有する複数の候補のうち最適なものを組み付けることにより行われる。
【０００６】
つまり、通常は、複数の構成部材の寸法を測定して各スペーサ４６，４７の軸方向長さを決定し、組付けを行う。そして、中空シャフト４２は、分割ハウジング４８，４９のそれぞれに設けられた各軸受５０，５１に軸支されることにより、これら各分割ハウジング４８，４９の間に跨るように支承され、ボールねじ機構５２を介してラック軸５３に連結されている。即ち、両傘歯車４４，４５間の噛み合わせが最適であるか否かを確認するためには、中空シャフト４２、入力軸４３、ボールねじ機構５２、ラック軸５３、及び両分割ハウジング４８，４９の全てを組み付ける必要があり、またその噛合せ部分をハウジング外部から目視することもできない。このため、寸法測定誤差等により、再度、噛み合い調整の必要が生じた場合には、ＥＰＳ４１を構成する各部材の全てを繰り返し組付け直す必要があり、その作業は極めて煩雑で且つ時間のかかるものとなっている。
【０００７】
そこで、例えば上記特許文献１のＥＰＳは、軸受を介して入力軸を支承するとともに、ハウジングに対し該出力軸の軸方向に沿って移動可能に設けられた保持部材と、該保持部材の軸方向位置を調整する調節機構とを備えている。そして、この保持部材とともに同保持部材側の傘歯車の軸方向位置を変更可能とすることにより、両傘歯車間の噛み合わせを容易に調整することができるようになっている。
【特許文献１】特開２００２−２２５７３４号公報
【特許文献２】特開２００３−３３５２４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記のように構成することで、両傘歯車間の噛み合わせを調節することが可能となるとはいえ、その調節の程度には限りがあり、現実には各傘歯車が磨耗した際等の微調整ができる程度に過ぎない。従って、依然として組付け時の噛み合い調整が欠く事のできない工程であることに変わりはなく、この組付け時における噛み合い調整を容易に行うことのできる構造が強く求められている。
【０００９】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、組付け時における両傘歯車の噛み合い調整を容易に行うことのできるラッククロス型の電動パワーステアリング装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、軸方向に往復動可能に設けられたラック軸と、前記ラック軸が挿通されるとともにモータ駆動により回転する中空シャフトと、前記中空シャフトの回転を前記ラック軸の往復動に変換するボールねじ機構と、駆動源であるモータの回転を前記中空シャフトに伝達する入力軸とを備え、前記入力軸は、前記中空シャフトと斜交するように配置され、該入力軸の一端及び前記中空シャフトの外周に設けられた傘歯車を介して該中空シャフトと連結されるとともに、該中空シャフト及び前記ボールねじ機構とともにハウジング内に収容される電動パワーステアリング装置であって、前記中空シャフトは、前記傘歯車が設けられた第１シャフトと、前記ボールねじ機構が設けられるとともに前記第１シャフトと分離可能に形成された第２シャフトとからなり、前記第１シャフト及び前記入力軸は、組付け時において、両傘歯車が噛合された状態でそれぞれ前記ハウジングに支承されるとともに、該ハウジングには、前記両傘歯車の噛合部分をハウジング外部から視認可能な開口部が設けられること、を要旨とする。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、前記ハウジングは、前記第１シャフト及び前記入力軸を収容する第１ハウジングと、前記第２シャフトを収容する第２ハウジングとからなり、前記開口部は、前記第１ハウジングと前記第２ハウジングとの接合部であること、を要旨とする。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、各傘歯車は、該各傘歯車とその軸方向の移動を規制する規制面との間に介在されるスペーサの軸方向長さを変更することにより、前記軸方向の位置決めがなされること、を要旨とする。
【００１３】
上記各構成によれば、ハウジングに第１シャフト及び入力軸のみを組み付けた状態で噛み合い調整を行うことが可能であり、これにより両傘歯車間の噛み合い調整に伴う組付け直し作業を容易なものとすることができる。加えて、両傘歯車間の噛合部分がハウジングに設けられた開口部から目視できることで、実際の噛み合い誤差を測定して最適な各傘歯車の軸方向位置を決定することができ、これにより、その組付け直し回数を廃止又は削減することができる。その結果、組付け時における傘歯車の噛み合い調整をより容易に行うことができるようになる。特に、請求項２の構成によれば、第１ハウジングに第１シャフト及び入力軸のみを組み付けた状態で噛み合い調整を行うことが可能であり、これにより、更なる組付け直し作業の容易化を図ることができる。そして、両傘歯車間の噛合部分を目視可能な開口部は、両分割ハウジングの接合部であることから、組付け完了時にこれら両分割ハウジングを接合するだけで、その開口部を閉塞することができる。そして、請求項３の構成のように各傘歯車の軸方向位置の調整を、その取着部に配設された各スペーサの軸方向長さを変更することにより行うものにおいては、第１シャフト及び入力軸の組付け直しが必須となることから、上記のような効果がより顕著なものとなる。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、前記中空シャフトは、前記第１シャフトと前記第２シャフトとがオルダム継手により連結されてなり、該第２シャフトは、前記ハウジングに支承されることなく、該ハウジング内に収容されること、を要旨とする。
【００１５】
上記構成によれば、組付け時において、前記第１シャフトと前記第２シャフト（並びにボールねじ機構及びラック軸）とを容易に分離することができる。そして、完成品においては、外部入力によりラック軸が撓んだ場合等に第２シャフトが揺動することで、その衝撃荷重がハウジングに伝達されるのを防止することができる。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、前記第２シャフトは、筒状に形成されるとともに内周面に螺旋状の螺子溝が形成された前記ボールねじ機構のナット部材により構成されること、を要旨とする。
【００１７】
上記構成によれば、より簡素な構成となり、これにより組付け作業の一層の容易化を図ることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、組付け時における傘歯車の噛み合い調整を容易に行うことが可能なラッククロス型の電動パワーステアリング装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明をラッククロス型の電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）に具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、本実施形態のＥＰＳ１は、ステアリング操作に応じて軸方向に往復動するラック軸２と、該ラック軸２が挿通されるとともにモータ駆動により回転する中空シャフト３と、該中空シャフト３の回転をラック軸２の往復動に変換するボールねじ機構４とを備えている。即ち、本実施形態のＥＰＳ１は、モータ駆動により、ステアリング操作に応じてラック軸２を往復動させることによって操舵系にアシスト力を付与する所謂ラックアシスト型のＥＰＳであり、詳しくは、駆動源であるモータ５をラック軸２（中空シャフト３）に対してその軸線が斜交するように配置した所謂ラッククロス型のＥＰＳである。
【００２０】
詳述すると、本実施形態のＥＰＳ１は、中空シャフト３及びボールねじ機構４、並びにモータ５の回転を中空シャフト３に伝達する入力軸６を収容するハウジング７を備えている。ハウジング７には、略円筒状に形成された第１収容室８及び第２収容室９が形成されており、第２収容室９は、その軸線が第１収容室８の軸線と斜交するとともに、その一端が同第１収容室８内に開口し、他端がハウジング７外部に開口するように形成されている。そして、第１収容室８には、その軸線に沿うように中空シャフト３が回転可能に収容され、第２収容室９には、同様に入力軸６が回転可能に収容されている。
【００２１】
本実施形態では、第２収容室９の外部側開口端９ａには、駆動源であるモータ５が取着されており、同モータ５の出力軸５ａの一端は、第２収容室９内に収容された入力軸６の外部側端部６ａに連結されている。また、入力軸６の他端側、即ち第１収容室８内に開口された内部側開口端９ｂに延設された内部側端部６ｂには傘歯車１２が取着されており、第１収容室８内に収容された中空シャフト３の外周３ａには、この傘歯車１２に対応する傘歯車１３が取着されている。そして、入力軸６と中空シャフト３とは、その傘歯車１２と傘歯車１３とが噛合されることにより、入力軸６の回転を中空シャフト３に伝達可能に連結されている。
【００２２】
一方、ラック軸２は、第１収容室８を軸線方向に貫通し、同第１収容室８内に収容された中空シャフト３内に挿通されるように同ハウジング７に貫設されており、ハウジング７に設けられたすべり軸受１４及びラックガイド（図示略）に軸支されることにより、その軸方向に沿って往復動可能に同ハウジング７に支持されている。そして、ラック軸２は、中空シャフト３の一端に設けられたボールねじ機構４を介して同中空シャフト３と連結されている。
【００２３】
即ち、駆動源であるモータ５（の出力軸５ａ）の回転は、斜交配置された入力軸６を介して中空シャフト３に伝達される。そして、その中空シャフト３の回転がボールねじ機構４によりラック軸２の往復動に変換され、同ラック軸２がステアリング操作に応じた方向に移動することによって、操舵系にアシスト力が付与されるようになっている。
【００２４】
（組付け構造）
次に、本実施形態のＥＰＳの組付け構造について説明する。
図１に示すように、本実施形態では、中空シャフト３は、傘歯車１３が設けられた第１シャフト１５と、ボールねじ機構４が設けられた第２シャフト１６とからなり、これら第１シャフト１５と第２シャフト１６とは、オルダム継手１７を介して連結されている。即ち、本実施形態では、第１シャフト１５と第２シャフト１６とは、組付け時において互いに分離可能に構成されている。尚、ボールねじ機構４は、内周面に螺子溝が形成された筒状のナット部材１８、該ナット部材１８の螺子溝に対向してラック軸２の外周に形成された螺子部１９、並びにナット部材１８及び螺子部１９の両螺子溝により形成される転動路内に配設される複数のボール２０により構成されている。そして、本実施形態では、このナット部材１８により第２シャフト１６が構成され、これにより構成の簡素化と組付け作業の容易化が図られるようになっている。
【００２５】
また、ハウジング７は、第２収容室９、及び第１収容室のうち第１シャフト１５を収容する部分（ドライブ側）が形成された第１ハウジング２１と、第１収容室のうち第２シャフト１６を収容する部分（ドリブン側）が形成された第２ハウジング２２とにより構成されている。そして、ハウジング７は、これら両分割ハウジングの開口部２１ａ，２２ａを互いに接合（締結）することにより形成されている。尚、本実施形態では、ハウジング７は、上記中空シャフト３及び入力軸６の両傘歯車１２，１３の噛合部分が第１ハウジング２１側の開口部２１ａから視認可能な位置において、第１ハウジング２１と第２ハウジング２２とに分割され、この部分が両分割ハウジングの接合部となっている。
【００２６】
そして、図２に示すように、第１シャフト１５は第１収容室８のドライブ側に設けられた軸受２３ａ，２３ｂに軸支され、入力軸６は第２収容室９に設けられた軸受２４ａ，２４ｂに軸支されることにより、両傘歯車１２，１３が噛合された状態でそれぞれ第１ハウジング２１に支承されている。
【００２７】
本実施形態では、中空シャフト３の外周３ａには、嵌合凹部２５が凹設されており、中空シャフト３側の傘歯車１３は、この嵌合凹部２５に外嵌され、同嵌合凹部２５に螺合された締結部材２６の締結力により中空シャフト３の外周３ａに固定されている。そして、その軸方向位置は、傘歯車１３と嵌合凹部２５の軸方向端面２７との間に介在されるスペーサ（カラー）２８の軸方向長さ（厚み）により決定される。また、入力軸６側の傘歯車１２は、入力軸６の内部側端部６ｂに固着されており、その軸方向位置は、傘歯車１２と入力軸６を軸支する軸受２４ｂの突き合わせ面との間に介在されるスペーサ３０の軸方向長さにより決定される。
【００２８】
即ち、本実施形態では、嵌合凹部２５の軸方向端面２７及び軸受２４ｂの突き合わせ面、並びに各スペーサ２８，３０に対する各傘歯車１２，１３の当接面により規制面が構成されている。そして、両傘歯車１２，１３の間の噛合せ調整は、該各傘歯車１２，１３の取着部にそれぞれ最適な軸方向長さを有するスペーサ２８，３０を配設することにより行われる。
【００２９】
また、図１に示すように、本実施形態では、第２シャフト１６の外周には軸受３１が固着されているが、同軸受３１は第２ハウジング２２には固定されておらず、その外輪と第２ハウジング２２の内周面との間には隙間が形成されている。即ち、本実施形態では、第２シャフト１６は、第１シャフト１５に対してオルダム継手１７を介して径方向に揺動可能に連結されている。そして、これにより、外部入力によりラック軸２が撓んだ場合等には、第２シャフト１６が揺動することで、その衝撃荷重がハウジング７に伝達されるのを防止することができるようになっている。
【００３０】
（作用・効果）
次に、上記のように構成された本実施形態のＥＰＳの作用・効果について説明する。
図２に示すように、入力軸６側の傘歯車１２と中空シャフト３側の傘歯車１３との間の噛合せは、それぞれ歯面を軸方向に延長した場合にその軌跡が描く円錐（同図中、２点差線Ｍ１，Ｍ２により示される仮想図形）の各頂点Ｏ１，Ｏ２が、中空シャフト３の軸線Ｌ上において重なるように設定するのが望ましい。
【００３１】
しかしながら、上述のように、各部品の加工精度、及びその組付け精度にはバラツキがあり、一度の噛み合い調整で両傘歯車１２，１３間の噛み合わせを最適化することは困難である。従って、実際の噛み合い調整においては、各傘歯車１２，１３の軸方向位置の調整、即ち各スペーサ２８，３０の交換を複数回行うことになる。
【００３２】
この点を踏まえ、本実施形態のＥＰＳ１では、中空シャフト３は、傘歯車１３が設けられた第１シャフト１５と、ボールねじ機構４が設けられるとともに第１シャフト１５と分離可能な第２シャフト１６とにより形成されている。そして、第１シャフト１５及び入力軸６は、それぞれ対応する軸受２３ａ，２３ｂ及び軸受２４ａ，２４ｂに軸支されることにより、両傘歯車１２，１３が噛合された状態で第１ハウジング２１に支承され、その噛合部分が同第１ハウジング２１の開口部２１ａから目視できるように構成されている。
【００３３】
このように構成することで、第１ハウジング２１に第１シャフト１５及び入力軸６のみを組み付けた状態で噛み合い調整を行うことが可能であり、これにより各スペーサ２８，３０の交換に伴う組付け直し作業を容易なものとすることができる。加えて、両傘歯車１２，１３の噛合部分が第１ハウジング２１の開口部２１ａから目視できることから、実際の噛み合い誤差を測定して最適な各傘歯車１２，１３の軸方向位置を決定することができ、これにより、その組付け直し回数を大幅に削減することができる。その結果、組付け時における傘歯車１２，１３の噛み合い調整をより容易に行うことができるようになる。
【００３４】
なお、本実施形態は以下のように変更してもよい。
・本実施形態では、第２シャフト１６は、ボールねじ機構４を構成するナット部材１８により構成されることとしたが、これに限らず、ナット部材とは別体の中空筒状部材により第２シャフトを形成し、その内周面にナット部材を固着する構成であってもよい。
【００３５】
・本実施形態では、ハウジング７は、ドライブ側の第１ハウジング２１及びドリブン側の第２ハウジング２２の２つに分割されることとしたが、これに限らず、ハウジング７は、３以上に分割される構成であってもよい。そして、組付け時において第１ハウジング２１側の開口部２１ａ以外の開口部から、中空シャフト３及び入力軸６の両傘歯車１２，１３の噛合部分を視認可能とした構成であってもよい。
【００３６】
・本実施形態では、各傘歯車１２，１３の軸方向位置の調整は、その取着部に配設された各スペーサ２８，３０の軸方向長さを変更することにより行うこととしたが、その他の方法により各傘歯車１２，１３の軸方向位置の調整を行うものに適用してもよい。
【００３７】
・本実施形態では、第２シャフト１６は、第１シャフト１５に対してオルダム継手１７を介して径方向に揺動可能に連結されることとしたが、オルダム継手による接続以外の方法により接続する構成のものに適用してもよい。
【００３８】
・本実施形態では、入力軸６とモータ５の出力軸５ａとを別体としたが、入力軸６と出力軸５ａとを一体に形成する構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本実施形態のＥＰＳ（電動パワーステアリング装置）の概略構成図。
【図２】本実施形態のＥＰＳの組付け構造を示す説明図。
【図３】従来のＥＰＳの概略構成図。
【符号の説明】
【００４０】
１…電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）、２…ラック軸、３…中空シャフト、３ａ…外周、４…ボールねじ機構、５…モータ、６…入力軸、６ｂ…内部側端部、７…ハウジング、１２，１３…傘歯車、１５…第１シャフト、１６…第２シャフト、１７…オルダム継手、１８…ナット部材、２１…第１ハウジング、２１ａ…開口部、２２…第２ハウジング、２３ａ，２３ｂ，２４ａ，２４ｂ…軸受、２７…軸方向端面、２８，３０…スペーサ（カラー）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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